Hiểu biết

Theo quan điểm của người quản lý sản xuất, mọi thứ trong mạng quang đều bắt đầu từ một nơi: lõi cáp quang – vùng thủy tinh nhỏ nơi tất cả ánh sáng và dữ liệu thực sự truyền đi. Trong bài viết này, tôi sẽ hướng dẫn bạn lõi là gì, lõi đơn chế độ và lõi đa chế độ khác nhau như thế nào, các thông số kỹ thuật phổ biến như "9/125" và "50/125" thực sự có ý nghĩa gì và cách suy nghĩ về số lượng lõi khi chọn cáp cho FTTH, trung tâm dữ liệu hoặc mạng đô thị. Mục tiêu của tôi rất đơn giản: sau khi đọc, bạn sẽ có thể tự tin đọc bảng thông số kỹ thuật của sợi và đưa ra quyết định sáng suốt hơn cho dự án của mình.

Các khái niệm cơ bản về lõi sợi quang: Từ sợi quang đến cáp

Lõi sợi quang là gì?

Theo thuật ngữ sách giáo khoa, lõi sợi quang là ống trụ bằng thủy tinh hoặc nhựa trong suốt ở chính giữa sợi dẫn hướng tín hiệu ánh sáng. Đó là “đường cao tốc ánh sáng” bên trong sợi quang.

Nói một cách đơn giản hơn: tất cả dữ liệu của bạn đang chạy lên chạy xuống sợi dây nhỏ bé đó dưới dạng xung ánh sáng. Mọi thứ bên ngoài lõi tồn tại để giúp ánh sáng đó truyền từ đầu này sang đầu kia với ít sự mất mát và biến dạng nhất có thể.

Mặc dù thực hiện được mọi công việc nhưng lõi cực kỳ nhỏ – thường chỉ có đường kính vài micromet (ví dụ: khoảng 8–9 μm ở sợi đơn chế độ-và 50 hoặc 62,5 μm ở sợi đa chế độ). Dù vậy nó vẫn mang đầy đủ dung lượng của link dù đó là một thao tác đơn giảnKết nối FTTHđến tuyến đường trục chính hoặc lớp{0}}terabit.

Lõi, lớp ốp, lớp phủ và "Lõi cáp" – Đừng trộn lẫn chúng với nhau

Để tránh nhầm lẫn, cần phân tách một số lớp và thuật ngữ:

• Cốt lõi– khu vực trung tâm thực sự hướng dẫn ánh sáng. Nó cóchỉ số khúc xạ cao nhấttrong mặt cắt ngang sợi quang.
• Tấm ốp– lớp thủy tinh bao quanh lõi. Chiết suất của nó thấp hơn một chút so với lõi, điều này cho phép ánh sáng phản xạ trở lại lõi.
• Lớp phủ (lớp phủ sơ cấp)– một lớp polyme được phủ xung quanh lớp ốp để bảo vệ kính khỏi bị ẩm,-uốn cong vi mô và hư hỏng cơ học.

Khi chúng ta nói "sợi" trong kỹ thuật, chúng ta thường muốn nói đếnlõi + vỏ + lớp phủvới nhau thành một sợi.

A lõi cápTuy nhiên, lại có điều gì đó khác biệt. Nó đề cập đếnbó bên trong cáp quang: nhiều sợi được phủ cùng với các chất độn, các bộ phận chịu lực và đôi khi là các bộ phận chặn nước-trước khi thêm lớp áo khoác ngoài vào.

Đây là lý do tại sao, trong thực tế, khi ai đó nói về một"cáp 12 lõi", chúng hầu như luôn có nghĩa là"một sợi cáp có 12 sợi", không phải mỗi sợi có 12 lõi bên trong.

Hướng dẫn cốt lõi về ánh sáng như thế nào: Chỉ số khúc xạ và Phản xạ nội toàn phần

Lý do ánh sáng ở lại bên trong lõi chủ yếu là vìchỉ số khúc xạ. Kính trong lõi được làm bằng một chútchỉ số khúc xạ cao hơnhơn là tấm kính bao quanh nó.

Khi ánh sáng truyền trong lõi chạm vào ranh giới với lớp bọc ở một góc đủ nông, sự chênh lệch chỉ số này gây raphản xạ toàn phần. Thay vì rò rỉ ra ngoài, ánh sáng phản xạ trở lại lõi và tiếp tục dọc theo sợi quang, phản xạ nhiều lần cho đến khi chạm tới đầu kia.

Một tham số liên quan bạn sẽ thường thấy trong biểu dữ liệu làKhẩu độ số(NA). NA mô tả mức độ lớn của hình nón ánh sáng mà lõi có thể chấp nhận từ nguồn hoặc đầu nối. Nói cách khác, nó cho bạn biết góc ánh sáng có thể đi vào sợi quang "rộng" đến mức nào mà vẫn được dẫn hướng. Chúng ta sẽ quay lại NA sau, vì nó liên kết trực tiếp đến việc ghép ánh sáng vào sợi quang dễ dàng như thế nào và lõi hoạt động như thế nào trong các liên kết thực.

Các loại lõi sợi quang bạn sẽ gặp trong mạng thực

Theo chế độ:-Chế độ đơn và lõi đa chế độ

Lõi chế độ đơn
Trong các sợi-chế độ đơn, lõi rất nhỏ – thường khoảng8–9 μmvề đường kính – và được thiết kế sao cho chỉ một phương thức truyền ánh sáng có thể truyền xuống sợi quang. Những sợi này thường hoạt động ở1310nm và 1550nm(và đôi khi là 1625 nm) trong các hệ thống viễn thông.

Vì chỉ có một chế độ nên bạn tránh được sự phân tán phương thức, do đó, các lõi-chế độ đơn có thể truyền tín hiệu quahàng chục đến hàng trăm thậm chí hàng nghìn kmvới quản lý khuếch đại và phân tán thích hợp. Họ là sự lựa chọn tự nhiên chotốc độ dữ liệu cao và DWDM (Ghép kênh phân chia bước sóng dày đặc)hệ thống. Bạn sẽ thấy các lõi chế độ đơn-trongmạng đô thị và đường trục, cơ sở hạ tầng FTTH, kết nối-trung tâm dữ liệu đường dài và nhiều liên kết truyền tải 5G.

lõi đa chế độ
Sợi đa mode có lõi lớn hơn nhiều, thông thường50 mm hoặc 62,5 mmtrong đường kính. Diện tích lớn hơn này cho phépnhiều chế độ ánh sáng khác nhauđể tuyên truyền cùng một lúc. Chúng thường được sử dụng ở khoảng cách ngắn hơn với các nguồn sáng-hiệu quả về mặt chi phí nhưVCSEL (phát ra tia laser-bề mặt khoang-dọc).

Sự đánh đổi-làphân tán phương thứcgiới hạn khoảng cách tối đa ở tốc độ dữ liệu nhất định, nhưng trong giới hạn đó, chi phí tổng thể của hệ thống có thể thấp hơn và khả năng kết nối linh hoạt hơn. Lõi đa chế độ được sử dụng rộng rãibên trong các tòa nhà, trong phòng dữ liệu, giữa các giá đỡ và trong phòng thiết bị, trong đó độ dài liên kết thường từ vài mét đến vài trăm mét.

Theo cấu hình chỉ số khúc xạ: Chỉ số bậc-Chỉ mục và chỉ số phân loại-

Bước-lõi chỉ mục
trong mộtchỉ mục bước-sợi quang, chiết suất ở lõi làgần như đồng đềuđi ngang qua rồi đột ngột rơi xuống ở ranh giới với lớp ốp – giống như một “bậc thang”.

TRONGchế độ đơn-sợi quang, cấu hình đơn giản này hoạt động tốt vì chỉ hỗ trợ một chế độ, do đó sự phân tán phương thức không phải là vấn đề.

TRONGđa chế độsợi chỉ mục bước-, nhiều chế độ di chuyển với độ dài đường dẫn và tốc độ rất khác nhau, dẫn đếnsự phân tán phương thức đáng kểvà hạn chế mạnh mẽ băng thông và khoảng cách. Hiện nay, chúng chủ yếu được sử dụng trong các ứng dụng đa chế độ đơn giản hơn,-tốc độ thấp hoặc phạm vi tiếp cận rất ngắn-.

Lõi chỉ mục-được phân loại
trong mộtchỉ mục{0}}được xếp loạichất xơ, chiết suất làcao nhất ở trung tâmcủa cốt lõi và dần dầngiảm dần về phía rìa. Cấu hình mượt mà này khiến cho ánh sáng có đường đi dài hơn gần phần bên ngoài của lõi di chuyển nhanh hơn, giúp cân bằng thời gian di chuyển của các chế độ khác nhau.

Kết quả làđộ phân tán phương thức thấp hơn nhiềuvà đáng kểbăng thông cao hơn trên một khoảng cách nhất địnhđược so sánh với các sợi đa chế độ chỉ mục bước-. Đây là lý do tại sao các thiết kế chỉ mục-được phân loại được sử dụng trong các sợi đa chế độ hiện đại nhưOM3, OM4 và OM5, hỗ trợ liên kết tốc độ cao (10G, 40G, 100G trở lên) trên hàng trăm mét trong trung tâm dữ liệu và mạng doanh nghiệp.

Theo thiết kế vật liệu và lõi đặc biệt

lõi thủy tinh
Hầu hết các sợi viễn thông và truyền thông dữ liệu đều sử dụnglõi thủy tinh silic. Những ưu đãi nàyđộ suy giảm rất thấp, độ ổn định lâu dài và khả năng tương thích tuyệt vời với các hệ thống-công suất cao, đường dài{2}}. Hầu hết tất cả các sợi quang đơn mode và sợi đa mode hiệu suất cao- dành cho mạng truy cập, mạng metro, đường trục và trung tâm dữ liệu đều thuộc loại này.

Sợi quang nhựa (POF)
Sợi quang nhựasử dụng vật liệu polyme nhưPMMAlàm cốt lõi. Họ thường có mộtđường kính lớn hơn nhiềuhơn sợi thủy tinh và độ suy giảm cao hơn, điều này hạn chế chúngkhoảng cách-ngắnứng dụng. Ưu điểm của chúng là dễ xử lý, linh hoạt và-chi phí kết nối thấp hơn nên chúng được sử dụng trongthiết bị tiêu dùng, mạng ô tô, hệ thống chiếu sáng và một số liên kết công nghiệptrong đó khoảng cách rất khiêm tốn và chi phí hoặc độ bền quan trọng hơn mức tổn thất cực thấp.

Thiết kế lõi đặc biệt
Ngoài ra còn có một số khái niệm cốt lõi đặc biệt nhằm vào các vấn đề cụ thể hoặc các ứng dụng nâng cao:

Uốn cong-lõi không nhạy cảm– Những sợi này sử dụng các cấu hình chiết suất đã được cải tiến xung quanh lõi đểgiảm tổn thất uốn, giúp chúng có khả năng chịu đựng tốt hơn việc định tuyến chặt chẽ trong các tòa nhà, tủ và hệ thống lắp đặt FTTH.

Sợi tinh thể quang tử và sợi lõi rỗng– Ở đây, phần lõi và kết cấu xung quanh bao gồmlỗ thông khí hoặc trung tâm chứa đầy không khí, dẫn ánh sáng xuyên qua các cấu trúc vi mô phức tạp thay vì chỉ lõi thủy tinh rắn. Chúng chủ yếu được tìm thấy ởnghiên cứu, cảm biến và một số ứng dụng-hiệu suất cao hoặc thích hợp, không phải trong cáp viễn thông hàng ngày ngày nay.

Những biến thể này rất hữu ích để biết, ngay cả khi trong hầu hết-mạng thế giới thực, bạn chủ yếu làm việc vớilõi đơn chế độ kính tiêu chuẩn và lõi đa chế độ chỉ mục được phân loại.

Kích thước lõi sợi quang và các thông số quang học chính

Đường kính lõi và vỏ: Kích thước phổ biến

Trên hầu hết các bảng dữ liệu sợi quang, bạn sẽ thấy các ký hiệu như9/125 μm, 50/125 μmhoặc62.5/125 μm. Định dạng này rất đơn giản: số đầu tiên làđường kính lõi, và số thứ hai làđường kính ốp. Trong các mạng ngày nay, hình học-chế độ đơn điển hình là9/125 μm, trong khi sợi đa mode thường50/125 μmhoặc62.5/125 μm.

Lõi nhỏ hơn đương nhiên sẽ hỗ trợ ít đường truyền hơn. Trong trường hợp đặc biệt của sợi quang-chế độ đơn, cấu trúc được thiết kế sao cho chỉ một chế độ có thể truyền đi, điều này giúp đơn giản hóa đáng kể hành vi phân tán và cho phép truyền dẫn ở khoảng cách-rất dài, băng thông{3}}cao. Lõi lớn hơn, như trong sợi đa mode, chấp nhận nhiều ánh sáng hơn và có thể mang nhiều chế độ. Điều đó giúp việc khởi chạy ánh sáng dễ dàng hơn và có thể giảm chi phí hệ thống trong các liên kết-có phạm vi tiếp cận ngắn, nhưng nó cũng làm tăng sự phân tán phương thức và do đó có xu hướng hạn chế khoảng cách có thể đạt được ở tốc độ dữ liệu cao.

NA, Đường kính trường chế độ và độ phân tán – Chế độ xem cấp-cao

Kích thước lõi được liên kết chặt chẽ với một số thông số quang học mà bạn thường gặp trong thông số kỹ thuật:Khẩu độ số (NA), Đường kính trường chế độ (MFD)Vàsự phân tán. NA mô tả mức độ hình nón ánh sáng tới mà sợi quang có thể chấp nhận. NA cao hơn có nghĩa là lõi "dễ tha thứ" hơn khi ghép ánh sáng từ nguồn hoặc sợi khác, nhưng trong thiết kế đa chế độ, điều đó thường có nghĩa là nhiều chế độ được hỗ trợ hơn, có thể làm tăng độ phân tán phương thức.

Đường kính trường chế độ chủ yếu được thảo luận về các sợi-chế độ đơn. Nó biểu thị độ rộng hiệu dụng của trường quang trong lõi, không phải lúc nào cũng khớp chính xác với đường kính lõi vật lý. MFD quan trọng vì nó ảnh hưởng mạnh đến suy hao mối nối và suy hao chèn đầu nối: nếu hai sợi có giá trị MFD rất khác nhau thì sẽ mất nhiều ánh sáng hơn tại mối nối ngay cả khi sự căn chỉnh vật lý hoàn hảo.

Tán sắc là tên gọi của các hiệu ứng làm cho xung quang ban đầu sắc nét lan ra khi nó truyền đi. Một phần của điều này làphân tán màu, trong đó các bước sóng khác nhau di chuyển với tốc độ hơi khác nhau qua vật liệu lõi. Trong sợi đa mode cũng cóphân tán phương thức, bởi vì các chế độ khác nhau đi theo những con đường khác nhau và đến vào những thời điểm khác nhau. Cùng với nhau, các cơ chế này đặt ra các giới hạn thực tế về lượng băng thông mà một liên kết có thể truyền tải trên một khoảng cách nhất định.

Kích thước lõi ảnh hưởng đến băng thông và khoảng cách như thế nào

Khi xem xét các tham số này cùng nhau,-sự cân bằng sẽ trở nên rõ ràng. MỘTlõi chế độ đơn nhỏvề cơ bản hướng dẫn một chế độ, giữ cho cấu trúc phương thức đơn giản và cho phép quản lý sự phân tán, do đó bạn có thể chạy tốc độ dữ liệu rất cao trên khoảng cách rất dài với thiết bị phù hợp. MỘTlõi đa chế độ lớn hơnhỗ trợ nhiều chế độ; điều này làm cho ánh sáng ghép nối dễ dàng hơn và các thành phần rẻ hơn đối với các liên kết ngắn, nhưng sự phân tán phương thức sẽ tích lũy nhanh chóng và hạn chế khoảng cách bạn có thể đẩy tốc độ bit cao hơn.

Về mặt thực tiễn, mộtchạy ngắn vài chục mét bên trong mộttrung tâm dữ liệulà nơi lý tưởng cho các sợi đa mode có lõi 50 μm, cung cấp 10G, 40G hoặc 100G với chi phí hợp lý. Tốc độ dữ liệu giống nhauhàng chục km trong mạng lưới đô thị hoặc đường trụchầu như luôn yêu cầu các lõi chế độ đơn được thiết kế để có mức suy hao thấp và độ phân tán được kiểm soát tốt, vì chỉ khi đó tín hiệu mới có thể tồn tại trong khoảng cách với chất lượng chấp nhận được.

Lõi sợi quang và lõi cáp: Bên trong cáp quang có gì?

Thuật ngữ: "Lõi" ở cấp độ sợi và cấp độ cáp

Trước khi nói về số lượng "lõi" của một sợi cáp, bạn nên hiểu rõ từ đó là gì.cốt lõithực sự đề cập đến. Tạimức độ chất xơ, cáilõi sợilà vùng dẫn hướng-ánh sáng nhỏ bên trong một sợi quang duy nhất – ống trụ bằng thủy tinh (hoặc nhựa) mà chúng tôi đã mô tả trước đó, được bao quanh bởi lớp bọc và lớp phủ. Đây là nơi ánh sáng và dữ liệu thực sự di chuyển.

Tạicấp độ cáp, thuật ngữlõi cápcó nghĩa là một cái gì đó khác nhau. Ở đây nó đề cập đếntoàn bộ bó bên trong cáp quang: tất cả các sợi được phủ lại với nhau, cùng với các chất độn, bộ phận chịu lực và các bộ phận bên trong khác, trước khi bạn thêm áo khoác ngoài. Trong ngôn ngữ kỹ thuật hàng ngày, khi ai đó nói một"cáp 12 lõi", chúng hầu như luôn có nghĩa là"một sợi cáp có 12 sợi trong lõi cáp", không phải mỗi sợi riêng lẻ có 12 lõi. Một sự hiểu lầm phổ biến là nhầm lẫnsố lượng lõi(có bao nhiêu sợi trong cáp) vớikích thước lõi(đường kính của vùng dẫn hướng ánh sáng trong mỗi sợi quang), vì vậy cần giữ hai mức này tách biệt rõ ràng.

Cách sắp xếp các sợi trong lõi cáp

Bên trong lõi cáp, các sợi có thể được sắp xếp theo nhiều cách khác nhau, tùy thuộc vào ứng dụng và môi trường. trong mộtống lỏngthiết kế, một nhóm nhỏ sợi được đặt bên trong một ống nhựa có không gian trống và thường là hợp chất làm đầy. Các sợi có thể di chuyển nhẹ bên trong ống, giúp chúng chịu được sự thay đổi nhiệt độ và ứng suất cơ học, khiến cấu trúc này rất phù hợp vớicài đặt ngoài trời và{0}}ở khoảng cách xa.

trong mộtchặt chẽ{0}}được đệmthiết kế, mỗi sợi được bao quanh bởi một lớp đệm tương đối dày giúp tăng cường khả năng bảo vệ cơ học và giúp sợi dễ dàng xử lý hơn như một khối riêng lẻ. Những sợi này sau đó được nhóm lại với nhau để tạo thành lõi cáp. Cấu trúc đệm chặt-rất phổ biến trongcáp trong nhà và dây vá, trong đó tính linh hoạt và dễ dàng chấm dứt là quan trọng.

Lựa chọn thứ ba làsợi ruy băngtiếp cận. Ở đây, nhiều sợi được đặt cạnh nhau trong một dải phẳng, tạo thành một "dải băng" và một số dải băng được xếp chồng lên nhau hoặc cuộn lại để tạo ra số lượng sợi rất cao trong một mặt cắt-nhỏ gọn. Cáp ribbon được sử dụng rộng rãi ở những nơi-mật độ sợi cực cao và khả năng ghép nối khối lượng nhanhrất quan trọng, chẳng hạn như trong mạng đường trục và trung tâm dữ liệu lớn hoặc môi trường văn phòng trung tâm.

Bảo vệ cơ học và môi trường cho lõi

Ngoài sợi cáp, lõi cáp còn bao gồm một số phần tử có nhiệm vụ duy nhất là bảo vệ hiệu suất quang học trong các điều kiện thực tế.Thành viên thế mạnh– ví dụ: thanh FRP (sợi -nhựa gia cố) hoặc dây thép – được thêm vào để chịu lực kéo trong quá trình kéo và lắp đặt sao cho các sợi trong lõi không bị ứng suất quá mức.Chất độn và các bộ phận chặn nước-giúp duy trì hình dạng của cáp, ngăn chặn sự dịch chuyển của sợi và ngăn nước di chuyển dọc theo cáp ở các tuyến đường ngoài trời.

Xung quanh toàn bộ lõi, một hoặc nhiềuáo khoácđược làm từ những vật liệu nhưThể dụcđể sử dụng ngoài trời hoặcLSZH (Ít khói không halogen)đối với trong nhà, các môi trường quan trọng{0}}an toàn sẽ cung cấp lớp bảo vệ môi trường cuối cùng. Cùng với nhau, các cấu trúc cơ học và bảo vệ này đảm bảo rằng các sợi – và lõi bên trong chúng – giữ được các đặc tính quang học ngay cả khi cáp được kéo qua ống dẫn, uốn quanh các góc, nén trong khay, tiếp xúc với sự thay đổi nhiệt độ hoặc lắp đặt trong điều kiện ẩm ướt.

Số lượng sợi phổ biến trong cáp và ứng dụng của chúng

Cáp "4 lõi", "12 lõi", "144 lõi" nghĩa là gì?

Trong ngôn ngữ kỹ thuật hàng ngày, khi mọi người nói về mộtCáp quang "4 lõi" hoặc "144 lõi", họ hầu như luôn đề cập đếncáp chứa bao nhiêu sợi. Nói cách khác, "Cáp{1}}lõi X" thường là cáp cóX sợi có thể sử dụng đượctrong lõi cáp của nó. Mỗi sợi đó đều có lõi, lớp bọc và lớp phủ riêng nhưng con số “số lượng lõi” chỉ đơn giản là đếm số sợi.

Khi bạn thiết kế một tuyến đường, điều quan trọng là không chỉ nghĩ vềsợi bạn sẽ thắp sáng cho các buổi lễ ngày hôm nay, mà còn vềsợi dự phòng. Sợi dự phòng có thể được sử dụng làm đường bảo vệ, công suất trong tương lai hoặc để thay thế nếu một sợi bị hỏng. Vì vậy, "số lõi" bạn chọn phải bao gồmsợi làm việc + dự phòng theo kế hoạch + khoảng không gian hợp lýđể mở rộng.

Số lượng sợi điển hình và nơi chúng được sử dụng

Trong thực tế, phạm vi số lượng sợi nhất định có xu hướng xuất hiện lặp đi lặp lại vì chúng phù hợp với cấu trúc liên kết mạng và mô hình tăng trưởng phổ biến. Những con số dưới đây không phải là những quy tắc nghiêm ngặt nhưng chúng đưa ra một hệ quy chiếu hữu ích.

Vì1–2 sợi

bạn thường nhìn vàoCáp thả FTTHvà các liên kết điểm-tới{1}}điểm đơn giản khác. Một cặp sợi có thể kết nối một ngôi nhà, cửa hàng nhỏ hoặc thiết bị từ xa trở lại điểm phân phối. Trong những trường hợp này, tuyến đường ngắn và số lượng người dùng cuối rất ít, do đó thường không cần nhiều sợi bổ sung trong cùng một cáp.

Vì4–12 sợi

cáp thường phục vụ mộttòa nhà nhỏ, khuôn viên nhỏ hoặc một vòng tròn đơn giản. Điều này có thể bao gồm một vài tầng trong văn phòng, một số tòa nhà gần đó hoặc một khu công nghiệp nhỏ gọn. Các sợi bổ sung cho phép một chútdự phòng và các dịch vụ trong tương laimà không làm cho cáp quá lớn hoặc đắt tiền.

trong24–48 sợiphạm vi

bạn thường ở trong thế giới củakhuôn viên doanh nghiệp và xây dựng-đến-xây dựng xương sốnghoặc các kết nối giữa mộttrung tâm dữ liệu nhỏ và điểm hiện diện của nhà điều hành. Ở đây, cáp thường phải hỗ trợ nhiều dịch vụ, bộ phận hoặc người thuê và các nhà khai thác thường sẽ dự trữ cáp cho các đường dẫn dự phòng và nâng cấp trong tương lai.

Di chuyển lên72–144 sợi

cáp thường là một phần củamạng lưới tổng hợp tàu điện ngầm, các trang web POP của nhà điều hành hoặc các trường đại học lớn. Ở cấp độ này, nhiều tuyến truy cập, vòng và kết nối khách hàng hội tụ, do đó cần có số lượng sợi cao hơn để truyền tải lưu lượng hiện tại và để lại đủ sợi dự phòng cho việc mở rộng sau này.

Tại144–288 sợi trở lên

bạn thường ởcác tuyến tàu điện ngầm và đường trục, cụm trung tâm dữ liệu lớn hoặc phân khúc phân phối và trung chuyển FTTH. Những loại cáp này có thể phải hỗ trợ hàng nghìn người dùng cuối, nhiều nhà khai thác hoặc nhiều thế hệ công nghệ trong suốt vòng đời của chúng. Số lượng sợi rất cao giúp có thể xây dựng dự phòng rộng rãi và công suất trong tương lai, nhưng chúng cũng yêu cầu lập kế hoạch cẩn thận về quản lý ống dẫn, khay và mối nối.

Bảng tóm tắt: Số lượng sợi so với các kịch bản sử dụng điển hình

Bạn có thể nghĩ về số lượng sợi và cách sử dụng điển hình trong một cái nhìn tổng quan đơn giản như thế này:

Bảng này là một hướng dẫn chứ không phải là một tiêu chuẩn nghiêm ngặt, nhưng nó giúp định vị dự án của bạn ở đúng vị trí trước khi thực hiện thiết kế chi tiết.

Có phải "Nhiều lõi hơn" luôn có nghĩa là "Tốt hơn"?

Số lượng lõi cao hơn mang lại cho cápnăng lực tiềm năng và tính linh hoạt cao hơn: bạn có thể thắp sáng nhiều dịch vụ hơn, kết nối nhiều khách hàng hơn hoặc đặt trước nhiều đường dẫn bảo vệ hơn. Tuy nhiên nó cũng tăngchi phí, đường kính cáp, trọng lượng và độ phức tạp của việc lắp đặt. Cáp dày, nặng có thể khó kéo qua ống dẫn hơn, khó quản lý hơn trong các mối nối và giá đỡ, đồng thời có thể tiêu tốn không gian quý giá có thể được sử dụng cho các tuyến đường khác.

Do đó,-việc chỉ định số lượng sợi quá mức "để đề phòng" có thể dẫn đếnlãng phí ngân sách và lãng phí không gian ống dẫn, đặc biệt nếu nhiều sợi trong số đó không bao giờ được sử dụng. Cách tiếp cận thực tế hơn là chọn số lượng cốt lõi cân bằngyêu cầu hiện tại, mức tăng trưởng dự kiến ​​và ngân sách sẵn có. Nói cách khác, sựsố lượng lõi "đúng" tốt hơn mức tối đa có thể: đủ cho thiết kế của bạn và một-giới hạn an toàn hợp lý, nhưng không quá nhiều đến mức bạn phải trả cho dung lượng mà bạn khó có thể sử dụng.

Cách chọn loại lõi sợi và số lượng sợi phù hợp

Những câu hỏi chính trước khi bạn quyết định

Trước khi bạn chọn loại lõi sợi quang hoặc số lượng sợi cáp, việc này sẽ giúp trả lời một số câu hỏi cơ bản về mạng bạn đang xây dựng. Đầu tiên,liên kết dài bao lâu– hàng chục mét, vài km hay hàng chục km? Thứ hai,tốc độ dữ liệu bạn cần bây giờ là bao nhiêu và bạn thực sự mong đợi điều gì trong 5–10 năm tới? Điều này sẽ ảnh hưởng mạnh mẽ đến việc lõi đơn chế độ hay lõi đa chế độ sẽ hợp lý hơn.

Bạn cũng cần có một hình ảnh rõ ràng vềcấu trúc liên kết mạng: đó là điểm-đến{1}}điểm đơn giản, một vòng có đường bảo vệ hay một ngôi sao có tâm trung tâm? cácmôi trường cài đặtcũng quan trọng: trong nhà hay ngoài trời, ống dẫn, trên không hay{0}}chôn trực tiếp và liệu cóyêu cầu về an toàn cháy nổ hoặc mã địa phươngảnh hưởng đến thiết kế cáp. Cuối cùng, bạn nên quyết địnhbao nhiêu dự phòng và công suất dự phòngbạn muốn: cần bao nhiêu sợi cho các dịch vụ hoạt động, bao nhiêu để bảo vệ và bạn dự định mở rộng sau này như thế nào – bằng cách thắp sáng các sợi dự phòng, bằng cách kéo cáp mới hoặc bằng cách tăng tốc độ bit trên các sợi hiện có.

Tình huống ví dụ 1: FTTH trong khu dân cư

Trong một điển hìnhTriển khai FTTH cho khu dân cư, mạng thường được chia thành nhiều phân đoạn: trung chuyển, phân phối và thả. Cáp trung chuyển chạy từ văn phòng trung tâm hoặc hướng tới các điểm phân phối; họ thường cólượng chất xơ trung bình đến cao, thường xuyên trong24–144 sợiphạm vi tùy thuộc vào số lượng ngôi nhà và bộ chia mà họ sẽ phục vụ. Sau đó, cáp phân phối sẽ định tuyến các sợi quang đến gần các tòa nhà hoặc đường phố riêng lẻ, với số lượng sợi vừa phải và một số công suất dự phòng để phát triển.

Ở rìa của mạng,thả cápkết nối các ngôi nhà hoặc căn hộ riêng lẻ với nhà ga gần nhất. Đây thường làCáp 1–2 sợi quang, bởi vì mỗi ngôi nhà hiếm khi cần nhiều hơn một cặp làm việc cộng với một khoản dự trữ đơn giản. Ý tưởng thiết kế chính làsố lượng sợi tập trung trong các phân đoạn trung chuyển và phân phối, nơi tập hợp nhiều người dùng cuối và giữ cho các giọt đơn giản và nhẹ. Tại các bộ chia và điểm phân phối, người ta thường dự trữmột số lượng lớn sợi dự phòngđể có thể thêm khách hàng mới hoặc sắp xếp lại các tuyến đường mà không cần kéo cáp trung chuyển hoàn toàn mới.

Kịch bản ví dụ 2: Mạng trường doanh nghiệp

Đối với mộtkhuôn viên doanh nghiệpvới một số tòa nhà và phòng dữ liệu chính, cấu trúc trông khác nhau nhưng logic thiết kế thì tương tự nhau. Giữa các tòa nhà, bạn thường cài đặtcáp đường trục chế độ đơnvới số lượng chất xơ trong24–96 sợiphạm vi, tùy thuộc vào số lượng tòa nhà, số lượng tuyến đường đa dạng và mức độ dự phòng cần thiết. Các liên kết-xây dựng này mang lưu lượng tổng hợp cho nhiều dịch vụ, vì vậy việc có các sợi dự phòng cho các liên kết trong tương lai, các phòng ban mới hoặc ứng dụng mới là điều quan trọng.

Bên trong mỗi tòa nhà,cáp đứng hoặc cáp trụckết nối khung phân phối chính tới các điểm phân phối sàn. Đây thường làCáp 12–24 sợivà có thể là chế độ đơn, chế độ đa chế độ hoặc kết hợp tùy thuộc vào khoảng cách và thiết bị hiện có. Mục tiêu là cung cấp đủ sợi cho các tầng và mạng hiện tại, đồng thời mang lại lợi nhuận thoải mái cho người thuê mới, mạng WLAN hoặc hệ thống bảo mật bổ sung hoặc nâng cấp lên thiết bị có tốc độ- cao hơn sau này mà không cần phải xây dựng lại hệ thống cáp từ đầu.

Kịch bản ví dụ 3: Trung tâm dữ liệu và Metro Backbone

Trong và xung quanh mộttrung tâm dữ liệu, bạn sẽ thường thấy hai môi trường rất khác nhau cho lõi sợi quang. Bên trong khoảng trắng – giữa các giá đỡ và các hàng – có các liên kếtngắn và rất dày đặc. Ở đây, cáp trung kế mật độ cao và cụm MTP/MPO vớilõi đa chế độ hoặc đơn{0}}chế độđược sử dụng để kết nối các thiết bị chuyển mạch và máy chủ trong khoảng cách từ vài mét đến vài trăm mét. Việc lựa chọn giữa chế độ đa chế độ và chế độ đơn-tùy thuộc vào mô-đun quang và gói nâng cấp, nhưng số lượng sợi trên mỗi cáp có thể cao để hỗ trợ nhiều liên kết song song trong một hệ số dạng nhỏ gọn.

Vìkết nối trung tâm dữ liệu (DC–DC) hoặc kết nối DC–metro, khoảng cách còn dài hơn nhiều. Các liên kết này hầu như luôn sử dụnglõi chế độ đơntrong cáp vớilượng chất xơ trung bình đến cao, để hỗ trợ các dịch vụ có công suất-cao, các tuyến đường đa dạng và dự phòng giữa các địa điểm. Khi bạn bước ra ngoàimạng lưới metro và đường trục, bạn thường thấycáp chế độ đơn-sợi-có số lượng-cao– 72, 144, 288 sợi trở lên – mang lưu lượng cho nhiều khách hàng, dịch vụ và đôi khi là nhiều nhà khai thác. Trong các tuyến đường này, cáp quang dự phòng không phải là thứ xa xỉ mà là cần thiết, đảm bảo có thể xử lý việc sửa chữa, định tuyến lại và mở rộng công suất trong tương lai mà không cần liên tục lắp đặt cáp mới trong các ống dẫn và hành lang vốn đã đông đúc.

Câu hỏi thường gặp

Nói một cách đơn giản, lõi sợi quang là gì và tại sao nó lại quan trọng đối với một liên kết?

Lõi sợi quang là "con đường" bằng thủy tinh hoặc nhựa nhỏ ở trung tâm sợi nơi ánh sáng thực sự truyền đi. Mọi thứ bạn gửi qua liên kết – giọng nói, video, dữ liệu – đều được truyền tải nhẹ nhàng bên trong khu vực nhỏ bé này. Kích thước, vật liệu và cấu trúc của nó quyết định tín hiệu có thể đi được bao xa trước khi suy giảm, tốc độ truyền tải của bạn và mức độ ổn định của liên kết theo thời gian. Tóm lại, nếu lõi không được thiết kế và sản xuất đúng cách thì không có kết cấu hay thiết bị cáp nào có thể khắc phục hoàn toàn hiệu suất.

Sự khác biệt giữa "lõi sợi" và "lõi cáp" là gì?

A lõi sợilà vùng dẫn hướng ánh sáng-bên trong một sợi quang đơn lẻ, được bao quanh bởi lớp bọc và lớp phủ – đó là đặc điểm của một sợi. MỘTlõi cáplà toàn bộ bó bên trong cáp quang: tất cả các sợi đã hoàn thiện cùng với chất độn, bộ phận chịu lực và các thành phần khác trước lớp vỏ ngoài. Khi mọi người nói "cáp 12 lõi", hầu như họ luôn muốn nói đến cáp có 12 sợi trong lõi cáp. Vì vậy, một thuật ngữ mô tả đường dẫn quang bên trong sợi quang và thuật ngữ còn lại mô tả số lượng sợi và thành phần nằm bên trong cáp.

Những con số như "9/125" và "50/125" thực sự có ý nghĩa gì trên thông số kỹ thuật của sợi quang?

Những con số đó mô tảhình họccủa sợi. Số đầu tiên làđường kính lõitính bằng micromet (μm), và số thứ hai làđường kính ốp. Vì thế9/125 μmcó nghĩa là lõi 9 μm với lớp bọc 125 μm (chế độ đơn-điển hình), trong khi50/125 μmhoặc62.5/125 μmlà các kích thước đa chế độ phổ biến. Việc biết các giá trị này giúp bạn hiểu được sợi quang là chế độ đơn- hay đa chế độ và liệu nó có phù hợp với đầu nối và bộ thu phát của bạn hay không.

Sự khác biệt thực tế giữa lõi sợi quang đơn chế độ và đa chế độ trong mạng thực là gì?

Sợi đơn chế độ{0}}có lõi rất nhỏ và về cơ bản mang một chế độ ánh sáng, cho phép khoảng cách rất xa và tốc độ dữ liệu cao với độ phân tán được kiểm soát. Chúng được sử dụng cho các kết nối metro, đường trục, FTTH và trung tâm dữ liệu dài. Sợi đa chế độ có lõi lớn hơn, có thể mang nhiều chế độ và được tối ưu hóa cho các liên kết có phạm vi tiếp cận ngắn với quang học rẻ hơn, thường là bên trong các trung tâm dữ liệu và tòa nhà. Trong thực tế, bạn chọn-chế độ đơn khi cần khoảng cách và dung lượng, cũng như chọn nhiều chế độ khi bạn muốn các liên kết ngắn-hiệu quả về chi phí với mật độ cổng cao.

Tôi thực sự cần bao nhiêu lõi trong một sợi cáp dành cho văn phòng, tòa nhà hoặc địa điểm nhỏ?

Đối với một văn phòng nhỏ hoặc một tòa nhà đơn lẻ, nhiều thiết kế phù hợp với4–12 sợitrong cáp vào chính. Điều đó thường là đủ cho một hoặc hai liên kết hoạt động, một số đường dẫn bảo vệ và một số sợi quang dự phòng cho các dịch vụ trong tương lai. Nếu bạn có nhiều tầng, người thuê hoặc hệ thống quan trọng, việc nghiêng về phía cao hơn trong phạm vi đó (ví dụ:. 12 sợi) sẽ linh hoạt hơn. Con số chính xác phải dựa trên số lượng liên kết bạn cần hôm nay cộng với cái nhìn thực tế về sự phát triển trong vài năm tới.

Liệu số lượng lõi cao hơn luôn có nghĩa là hiệu suất tốt hơn hay nó chỉ làm tăng chi phí và độ phức tạp?

Số lượng lõi cao hơn mang lại cho bạn nhiều dung lượng tiềm năng và khả năng dự phòng hơn, nhưng điều đó cókhôngtự động cải thiện hiệu suất của bất kỳ liên kết đơn lẻ nào. Những gì nó làm tăng chắc chắn làđường kính cáp, trọng lượng và giá cảvà thường là không gian cần thiết trong ống dẫn, khay và hộp nối. Số lượng lõi rất cao có thể khiến việc cài đặt và quản lý sợi trở nên phức tạp hơn nếu thiết kế không thực sự cần đến chúng. Trong hầu hết các dự án, lựa chọn tốt nhất không phải là "càng nhiều sợi càng tốt", mà là một con số cân bằng bao gồm các sợi đang hoạt động, bảo vệ và tăng trưởng hợp lý trong tương lai.

Tôi nên lập kế hoạch bao nhiêu sợi quang dự phòng (lõi dự phòng) khi thiết kế tuyến cáp mới?

Không có quy tắc duy nhất, nhưng hầu hết các nhà thiết kế đều lên kế hoạch chomột lề rõ ràng của sợi dự phòngngoài nhu cầu trước mắt. Là một điểm khởi đầu đơn giản, bạn có thể dự trữ ít nhất20–30% sợi bổ sungđể tăng trưởng và sửa chữa, cũng như trên các tuyến đường chiến lược hoặc xương sống, con số này có thể nhiều hơn đáng kể. Người ta cũng thường dành ít nhất một đường dẫn bảo vệ đầy đủ (cặp hoặc nhóm sợi thứ hai) cho các liên kết quan trọng. Số tiền chính xác phụ thuộc vào mức độ khó khăn khi thêm cáp mới sau này cũng như tầm quan trọng của thời gian hoạt động và khả năng mở rộng đối với tuyến đường đó.

Nếu sau này tôi nâng cấp từ 1 Gbit/s lên 10/40/100 Gbit/s, tôi sẽ cần loại lõi sợi quang khác hay cáp mới?

Nó phụ thuộc vào những gì bạn cài đặt ngày hôm nay. Nếu bạn đã sử dụngsợi đơn mode-chất lượng-tốt, bạn có thể thường xuyên nâng cấp từ 1G lên 10G, 40G hoặc cao hơn chỉ bằng cách thay đổi bộ thu phát, miễn là độ mất liên kết và phân tán nằm trong giới hạn hệ thống mới. Vìsợi đa mode cũ hơn(đặc biệt là 62,5/125 μm OM1/OM2), việc chuyển sang 40G/100G có thể yêu cầu chạy sợi mới hoặc khoảng cách ngắn hơn, trong khi chế độ đơn hoặc đa chế độ OM3/OM4 hiện đại-thân thiện với việc nâng cấp- hơn. Chiến lược an toàn nhất là chọn loại sợi quang được biết là có khả năng hỗ trợ tốc độ bit trong tương lai của bạn, do đó việc nâng cấp có thể tập trung vào thiết bị điện tử thay vì xây dựng lại hệ thống cáp.